Dans les départements de l'Aveyron, pour l'essentiel, et du Tarn, le territoire couvert par la feuille de Saint-Sernin-sur-Rance se situe dans le Sud-Ouest du Massif central, au Nord de la zone axiale de la Montagne noire. Il se partage en 2 grands ensembles : le socle cambro-silurien au Sud-Ouest et au Nord-Est la couverture permienne du bassin de Saint-Affrique.